P2MP TE

NE40E-M2K V800R010C10SPC500 特性描述 - MPLS 01

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P2MP TE

P2MP TE是当前组播业务的一种优良解决方案，不仅能够为当前IP/MPLS骨干网中的组播业务流量提供良好的流量工程能力和可靠性，而且可以使运营商在获得这种网络服务能力的同时保持相对较低的网络运营成本。

产生原因

目前的IP/MPLS骨干网出现了越来越多的组播业务应用，主要包括IPTV、多媒体会议及实时网络对战游戏等，它们都要求相应的业务承载网络能提供带宽保证、良好的QoS以及可靠性。当前已有的组播解决方案主要有如下两种，都具有明显的优缺点，不能满足当前的组播业务需求以及网络运营商的需求：

采用IP组播技术：它可以在已有的P2P网络中通过升级部署完成，节省升级和维护成本。但是，IP组播与IP单播一样，不具备QoS和流量规划能力，可靠性差。而组播应用通常对实时性和可靠性要求极高，IP组播难以满足要求。
建立组播专用的网络：这种网络通常使用ATM或者SONET/SDH作为承载，它们具有极高的可靠性和传输速率。但是建立专网需要投入大量资金，需要独立的维护，运营成本很高。

IP/MPLS骨干网的运营商期望一种只需在现有的IP/MPLS骨干网设备上通过软件的升级即可获得、并且具有良好流量工程能力的组播解决方案。

P2MP TE（Point-to-Multipoint Traffic Engineering）正是这样一种技术，它融合了IP组播报文传送效率高和MPLS TE端到端的QoS保障等优点，为IP/MPLS骨干网中的组播业务提供优良的解决方案。P2MP TE通过建立一条由一个入口节点到多个目的节点的“树形”隧道，并在隧道沿途的路径上为承载的组播报文预留带宽，使得隧道内组播流量得到带宽及QoS保证。其次，P2MP TE隧道具有快速重路由FRR（Fast Re-Route）技术，可以为隧道承载的组播业务流量提供良好的可靠性保证。

使用价值

在IP/MPLS骨干网上部署P2MP TE技术，有以下好处：

优化网络带宽资源利用；
为组播业务提供带宽保证；
骨干网核心节点无需部署PIM等组播协议，从而简化网络部署。

名称	说明	相应对象
入节点	P2MP TE隧道的入口所在节点，为隧道路径计算及路径建立的发起者，组播报文将在此处被压入MPLS标签。	图4-49中的PE1。
中间节点	P2MP TE隧道信令处理及报文转发的中继节点，MPLS报文在此处会进行标签的交换，同时此类节点有可能成为分叉节点。	图4-49中的P1、P3等节点。
出节点	P2MP TE隧道的目的节点，也叫做叶子节点。	图4-49中的PE3、PE4、PE5。
Sub-LSP	即从入节点到单个叶子节点的LSP，也称作S2L( Source to Leaf ) Sub-LSP。一个P2MP TE隧道由一个或多个Sub-LSP共同组成。	图4-49中的PE1–>P3–>P4–>PE4即为一条Sub-LSP。
Bud节点	此类节点连接了客户侧设备，即是一条Sub-LSP的出节点也同时其他Sub-LSP的中间节点，说明： P2MP Bud节点由于需要复制一份流量到直连的客户侧设备，所以转发性能会降低。	图4-49中的PE2。
Branch节点	分叉节点，属于中间节点的一种，MPLS报文在此处将先进行复制，然后进行标签的交换操作。	如图4-49中的P4。

P2MP TE隧道的建立

P2MP TE隧道在网络带宽信息发布时与P2P TE隧道一样，依赖于IGP-TE。而对于路径计算和路径建立，则和P2P TE隧道的相关处理流程有所不同。当前不支持跨IGP域或AS域建立P2MP TE隧道。

路径计算及路径规划

P2MP TE采用CSPF算法进行首节点到各个叶子的路径计算，其最终的计算结果为一棵最短路径树。P2MP TE支持显式路径技术，用户在使用时可以针对部分或单个叶子节点规划显式路径，也可以针对全部叶子来规划显式路径，这在进行隧道的路径规划上带来了很大的便利，但同时需要注意以下两个问题：
- Re-merge：在配置各个Sub-LSP的显式路径时，使其中的某两条Sub-LSP通过不同的入接口进入某个中间节点，但是却使用了相同的出接口离开此节点，此种情况叫做路径的Re-merge。比如图4-50中的两条路径同一节点发生了路径Re-merge。如果按照此路径建立P2MP TE隧道，会导致在这个重合节点处有重复的MPLS报文。
- Cross-over：在配置各个Sub-LSP的显式路径时，使其中的某两条Sub-LSP通过不同的入接口进入某个中间节点，并使用了不同的出接口离开此节点，此种情况叫做路径的Cross-over。比如图4-50中的两条路径在同一节点发生了路径Cross-over。如果按照此路径建立P2MP TE隧道，会导致在这个重合节点处占用双倍的带宽。
图4-50 Re-merge及Cross-over示意图

说明：
当出现以上两种情况时，入节点会拒绝创建相应的隧道。这两种情况下，用户需要修改叶子的显式路径。

路径建立

相关标准中对RSVP协议进行了新的扩展，使其适合于P2MP TE隧道的建立。与P2P TE隧道一样，P2MP TE隧道的建立也是采用Path和Resv消息来传递相应的信令内容。RSVP-TE的信令消息从首节点沿着已经确定的路径达到叶子节点，然后再从叶子节点返回到首节点，在这个信令过程中，带宽得到预留，LSP被建立。当所有叶子的信令消息都返回到首节点后，P2MP TE隧道建立成功。以图4-51为例，P2MP TE隧道的建立过程如下：

图4-51 路径建立示意图

其中PE1为首节点，要建立到叶子PE2、PE3的P2MP TE隧道。每个Sub-LSP的路径为：PE1->P->PE2、PE1->P->PE3。PE1分别为PE2、PE3构造各自的Path消息，沿着已经确定的路径向下游发送。

图4-52 路径建立示意图

在叶子节点，收到Path消息后将沿着反方向回复Resv消息，Resv消息中包含了下游给上游分配的标签。P2MP TE与P2P TE一个主要的不同就是，在分支节点P上共享入标签，可参见图4-52。表4-16归纳了上述各个节点生成Resv消息和接收到Resv消息的处理过程：

表4-16 P2MP TE隧道建立流程表

节点	事件	处理行为	生成的转发表项
PE2	接收到P的Path消息	分配LE21标签，构造Resv消息回复P	in-label：LE21；action：POP
PE3	接收到P的Path消息	分配LE31标签，构造Resv消息回复P	in-label：LE31；action：POP
P	接收到PE2的Resv消息	为PE2出接口预留带宽，然后分配LE11标签，构造Resv消息回复PE1	in-label：LE11；action：SWAP；out-label：LE21
P	接收到PE3的Resv消息	为PE3出接口预留带宽，复用LE11标签，向PE1刷新Resv消息	in-label：LE11；action：SWAP；out-label：LE31
PE1	接收到P的Resv消息	为P出接口预留带宽，上报隧道建立成功	in-label：None；action：PUSH；out-label：LE11

P2MP TE的数据转发

P2MP TE的数据转发融合了IP组播的报文传送特点，在分叉节点处进行MPLS报文的复制，然后再进行相应的标签操作，确保各个Sub-LSP的共用链路上只发送一份数据报文，使得网络的带宽资源利用率最大化。

说明：

在VPLS over p2mp、NG-MVPN over P2MP应用中，各业务均独占一个P2MP隧道。

以图4-53为例，已经建立完成一条P2MP TE隧道，其中P2为分叉节点，PE2为Bud节点。当组播流量进入隧道后，其具体每个节点的转发表项及转发行为如表4-17中所示：

图4-53 P2MP TE的数据转发示意图

表4-17 P2MP TE的数据转发行为

节点	转发表项		转发行为
节点	入标签	出标签	转发行为
PE1	无	L11	对IP组播报文进行标签压栈，压入出标签L11，并转发给P1。
P1	L11	L21	对MPLS报文进行标签交换，交换为出标签L21，并转发给P2。
P2（分叉节点）	L21	LE22	先对MPLS报文进行复制，再将复制后的两个报文的入标签替换两个不同的出标签，然后按照对应出接口转发给下一跳。
P2（分叉节点）	L21	LE42	先对MPLS报文进行复制，再将复制后的两个报文的入标签替换两个不同的出标签，然后按照对应出接口转发给下一跳。
PE2（Bud节点）	LE22	LE32	先对报文进行复制，其中一个将标签弹出并转发给CE节点，另一个将入标签LE22替换为出标签LE32，并将其转发给PE3。
PE2（Bud节点）	LE22	无	先对报文进行复制，其中一个将标签弹出并转发给CE节点，另一个将入标签LE22替换为出标签LE32，并将其转发给PE3。
PE3	LE32	无	弹出标签，将MPLS报文恢复为IP组播报文。
PE4	LE42	无	弹出标签，将MPLS报文恢复为IP组播报文。

P2MP TE的FRR保护

与P2P TE隧道类似，P2MP TE隧道提供快速的FRR保护能力。当前NE40E不支持P2MP TE隧道的节点保护，只支持链路保护。在链路故障时，可保证50ms内切换流量到备份隧道。在实施链路保护时，链路所经过的LSP分支被Bypass隧道所保护。

图4-54 P2MP TE的FRR保护示意图

如图4-54所示，在P1节点，P1-P2链路被P1-P5-P2的P2P TE隧道所保护。当P1-P2链路故障时，原来通过链路达到P2的报文将从Bypass隧道到达P2。

旁路保护隧道可以采用显式路径对其进行路径规划，并可以根据需要决定是否为旁路保护隧道规划带宽。

说明：

P2MP TE的FRR与P2P TE的FRR可以共享相同的Bypass隧道。其中：

对于规划了带宽的Bypass隧道，如果带宽小于P2P TE隧道和P2MP TE隧道的带宽和，则按先绑定先使用原则处理；如果Bypass隧道带宽大于等于P2P TE隧道和P2MP TE隧道的带宽和，则P2P TE隧道和P2MP TE隧道都可以绑定到相同Bypass隧道。
对于未规划带宽的Bypass隧道，P2MP TE隧道和P2P TE隧道可以同时绑定到相同Bypass隧道上。

P2P TE和P2MP TE同时支持的MPLS TE特性

P2P TE和P2MP TE隧道都是采用RSVP-TE协议建立，因此P2MP TE与P2P TE同时支持表4-18中的特性：

表4-18 P2P TE和P2MP TE同时支持的MPLS TE特性

支持的特性	实现说明
隧道重优化	P2MP TE隧道同P2P TE隧道一样，可分为：自动重优化隧道入节点根据网络管理员在隧道下配置的重优化的触发周期，自动触发CSPF计算该隧道的路径。如果CSPF计算出来的路径比现有路径的Metric值更小，则以新的路径创建CR-LSP。若建立成功则通知转发层面进行流量切换，删除原CR-LSP，重优化完成。若建立不成功，则流量还按照原路径转发。手工重优化由网络管理员在用户视图下输入重优化命令，触发隧道入节点进行路径重优化。
RSVP认证	RSVP消息通过验证摘要信息的正确性，来防止消息被篡改或伪造的恶意攻击，增强网络的可靠性和安全性。
RSVP摘要刷新	摘要刷新（Srefresh）可以减少系统带宽开销，属于全局有效功能。因此，当P2P TE隧道与P2MP TE隧道共存时，摘要刷新对两者都有效。
RSVP GR Helper	RSVP GR Helper用于帮助支持GR Restart的邻居完成GR过程。

其他功能

P2MP TE可以作为NG MVPN和组播VPLS的公网隧道承载这两种VPN业务。

这两种场景下，用户都需要采用隧道模板的方式部署自动P2MP TE隧道的属性。部署后，NG MVPN或者组播VPLS将自动依照此模板中的参数触发建立P2MP TE隧道。

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更新时间：2019-01-03

文档编号：EDOC1100058731

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